ヘテロ共沸混合物

ヘテロ共沸混合物は、気相が2つの液相と共存する共沸混合物です。典型的なヘテロ共沸混合物のTx/y平衡曲線のスケッチ

• ベンゼン-水NBP 69.2 °C
• ジクロロメタン- 水 NBP 38.5 °C
• n-ブタノール- 水 NBP 93.5 °C
• トルエン- 水 NBP 82 °C

不均一蒸留とは、蒸留中に混合物の液相が混ざらないことを意味します。この場合、プレート上に 2 つの液相が存在し、上部の蒸気凝縮液が 2 つの液相に分かれ、デカンターで分離できます。連続ヘテロ共沸蒸留の最も単純なケースは、2 成分の不均一共沸混合物の分離です。この場合、システムには 2 つのカラムとデカンターが含まれます。新鮮なフィード (AB) は最初のカラムに追加されます (フィードは、混合物の組成に応じて、デカンターに直接または 2 番目のカラムに追加することもできます)。デカンターから、A に富む相は最初のカラムに還流として取り出され、B に富む相は 2 番目のカラムに還流として取り出されます。つまり、最初のカラムでは「A」が生成され、2 番目のカラムではボトム製品として「B」が生成されます。業界では、ブタノールと水の混合物がこの技術で分離されます。

前のケースでは、2 成分系はすでに不均一共沸混合物を形成しています。ヘテロ共沸蒸留のもう 1 つの用途は、均一共沸混合物を形成する 2 成分系 (AB) の分離です。この場合、元の AB 混合物の分離を助けるために、混合物にエントレーナーまたは溶剤が追加され、成分の 1 つまたは両方でヘテロ共沸混合物が形成されます。

バッチ式ヘテロ共沸蒸留は、共沸混合物と低相対揮発度（低α）混合物を分離する効率的な方法です。3番目の成分（エントレーナー、E）を2成分AB混合物に加えると、AとBの分離が可能になります。エントレーナーは、元の成分の少なくとも1つ（できれば1つだけ（選択的エントレーナー））とヘテロ共沸混合物を形成します。従来のバッチ式蒸留塔の主な部分は次のとおりです。 - ポット（リボイラーを含む） - 塔 - 上部の蒸気を凝縮するコンデンサー - 製品レシーバー -（エントレーナーが供給される） ヘテロ共沸蒸留の場合、装置はデカンターで完了し、ここで2つの液相が分割されます。

エントレーナーの添加には 3 つのケースが考えられます。

1. エントレーナーのバッチ添加：手順の開始前に、エントレーナーの全量を充填物に追加します。

2、連​​続エントレーナー供給：エントレーナーの全量がカラムに連続的に導入されます。

3、エントレーナーの混合添加：エントレーナーのバッチ添加と連続供給の組み合わせ。蒸留開始前にエントレーナーの一部を充填物に加え、蒸留中に他の部分を連続的に添加します。

近年、バッチヘテロ共沸蒸留が注目を集めており、いくつかの研究が発表されています。ヘテロ共沸バッチ蒸留は、実現可能性調査、厳密なシミュレーション計算、実験室実験によって調査されました。Modlaら^{[1] [2]}とRodriguez-Donisら^[3]は、バッチ精留塔での不均一バッチ蒸留による低相対揮発度および共沸混合物の分離について実現可能性分析を行っています。Rodriguez-Donisら^[4]は、エントレーナーの選択ルールを最初に提供しました。実現可能性方法は、Rodriguez-Donisら^[5] Rodriguez-Donisら、(2005)、Skourasら^{[6] [7]}およびLangとModla [ ^{8 ]によって拡張および修正されました。Varga [9]は}、これらの実現可能性調査を学位論文に適用しました。実験結果はRodriguez-Donisら^[10] 、 XuとWand ^[11] 、 Van Kaam ^[12]らによって発表された。

• 共沸混合物
• バッチ蒸留
• 蒸留
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